نوع مقاله : مقالة تحقیقی (پژوهشی)
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه اراک، اراک،ایران
2 گروه مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس ، تهران، ایران
چکیده
در این تحقیق، پسروی سطح انواع گرینهای سهبعدی به همراه بالستیک داخلی شبه یکبعدی موتورهای سوخت جامد با استفاده از تئوری مرزهای متحرک روش مجموعه سطح و بهرهگیری از روش مقاطع شبیهسازیشده تا ضمن رسیدن بهدقت بالا در شبیهسازی از زمان تحلیل پسروی گرین نیز بهطور محسوسی کاسته شود. با استفاده از روش مقاطع، گرینهای سهبعدی به تعداد زیادی از سطح مقطعهای دوبعدی تبدیلشده و سپس با استفاده از تئوری منحنیهای تراز در دو بعد پسروی گرین مورد بررسی قرارگرفته است. درنهایت با استفاده از روش درونیابی، سطح سوزش گرینهای سهبعدی حاصل میشود. همچنین برای پیشبینی فشار درون موتور و نرخ سوزش موردنظر یک کد بالستیک داخلی بهصورت شبه یکبعدی نوشته و با کد تحلیل پسروی گرین کوپل شده است. پدیدة سوزش فرسایشی نیز پدیدهای مهم در موتورهای سوخت جامد، بهحساب میآید. در این تحقیق، با در نظر گرفتن سوزش فرسایشی بر اساس مدل سادرهلم، محفظهی احتراق به المانهایی تقسیمبندی میشود و روابط بالستیک داخلی شبه یکبعدی برای محاسبه پارامترهایی از قبیل فشار محفظه احتراق، تراست، سطح سوزش، درجه حرارت محفظه، عدد ماخ و ... در هر المان اعمال و حل میگردد. این روش از نظر نحوه پیادهسازی و میزان دقت با روشهای تحلیلی و آزمایشگاهی مقایسه شده است که بیانگر دقت بالای روش استفادهشده در تحلیل عملکرد موتورهای سوخت جامد با گرین سهبعدی است.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Numerical simulation of complicated grains with 3D burnback and Quasi-One-Dimensional flow field of solid rocket motors
نویسندگان [English]
- mohammad shahbazi 1
- mohammad razmjooei 2
- Fatholah Ommi 3
1 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Arak University, Arak, Iran
2 Department of Aerospace Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]
In this research, the 3D grain burnback with quasi-one-dimensional internal ballistic in a solid rocket motor is simulated using the Level set theory and the utilization of Sections method, while achieving high accuracy in the simulation of green's post-back analysis time can also be significantly reduced. By using Section method, 3D grains are divided to many 2D grain, then 2D Level set is utilized to analyse grain burnback. Finally, the burning port of 3D grains are calculated by means of Interpolation. Also, to predict the internal pressure of the motor and the burning rate, a numerical code is written and coupled with grain burnback programme.
کلیدواژهها [English]
- Solid rocket motor
- Numerical simulation
- 3D grain burnback
- Level set method
- Quasi-One-Dimensional